最近几周，我们见证了各种公链的崛起，但我们也不能忽略比特币、以太坊等传统公链的发展，毕竟，他们的去中心化与安全性都得到长时间的验证，虽然扩展性略微不足。Layer 2 是针对扩展性不足的一个非常好的解决方案。Layer 2 目前有哪些分类？他们各自有什么优缺点？以太坊 2.0 与 Layer 2 相比哪个更好？Layer 2 网络会不会发行原生代币？

链闻 潘致雄

扩容解决方案就是为了解决高 Gas 低延迟的交易，或者能让整个网络能支撑更多的交易量。

广义来讲，有三种扩容解决方案：以太坊 2.0、Layer 2、侧链。Layer 2 是一种需要嫁接在以太坊本身的一种技术。侧链相当于通过一些桥接的方式，把以太坊上的一些资产挪到别的链，然后在别的链做一些业务，能以很低的成本实现，然后再回到以太坊 Layer 1 上。

以太坊 2.0 目前进入第一个阶段，年初的时候已经部署了以太坊 2.0 第一个信标链网络，用户已经可以在里面跑 PoS 网络了，但 2.0 的最终执行层（执行智能合约）还没有这么快。根据以太坊开发者的进度来看，以太坊 2.0 的共识层和 1.0 的执行层可能会有一个 Merge，大合并。在这次合并以后，整个以太坊网络就变成了 PoS，这件事最快也要今年年底才能发生，因为这种新兴的技术需要非常多的开发、研究、审计工作。但共识的改变却没有解决扩容的问题，以太坊 2.0 的扩容需要再下一个阶段，也就是分片阶段才能够最终实现。以太坊的分片从原来的执行分片变成了数据分片，也就是说，原来以太坊每一条分片都是独立运行各自的智能合约，各自的网络，然后通过信标链把这些网络混合在一起进行异步的调用，但以太坊 2.0 更改了路线图，变成了数据分片，以太坊 2.0 的每一条分片会变成存储数据的一个层，然后这个层上就可以存各种各样的交易，同时在信标链上去做所有的执行。这个过程可能需要两年或者三年的时间。

短期想要解决以太坊的扩容问题只能依赖 Layer 2 或者侧链。按照 Layer 2 出现的时间点，可以分为三类：状态通道（State Channel）、Plasma、Rollup。状态通道就是把所有交易放到链下，因为很多的交易数据不需要放到链上进行验证，所以保证了非常快的速度。后来状态通道演变成了 Plasma，Plasma 相对状态通道有一些更新，Plasma 可以做智能合约和一些更复杂的业务，状态通道所有的交易几乎都是 Off-chain 的状态，而 Plasma 会定期将一个 Root 的哈希值放到链上来做检验，然后各种人就可以参与进来。Plasma 这个技术生不逢时，出现的太早了，当时没有这个需求，并且 Plasma 的安全性没有完全依赖以太坊，因为 Plasma 很多的交易数据也是在链下的，所以 Plasma 也没受到大家的认可。

现在我们聊到的 Layer 2，狭义上讲，就是以 Rollup 为主的扩容方案。Rollup 从技术上来讲，与状态通道和 Plasma 不同的就是它会将 Layer 2 网络的交易全部通过一种压缩数据的方式存到 Layer 1 上，当然这是一种无损压缩。比如说 Layer 1 上的一笔交易可能需要 100 个字节， Rollup 可以将一笔交易的很多细节进行精简，通过 10 个字节或者几个字节，把一笔交易展示出来。通过这种方式，Rollup 就可以在不减少安全性的前提下，尽可能压缩每一笔交易的字节数和验证成本。通过这样的方式，Rollup 对网络进行了扩容，大多数 Rollup 方案理论上的上限值是 100 倍，相对来讲，以太坊 2.0 早期的分片也就计划了 64 个（也就是 64 倍）。所以说，Rollup 的扩容效果比以太坊 2.0 还要更夸张一点。

Rollup 可以分为两类，一类是 Optimistic Rollup，另一类是 ZK Rollup。Optimistic Rollup 也称乐观的 Rollup，ZK Rollup 就是零知识证明支持的 Rollup。

简单提一下侧链，现在最大的两个侧链就是 xDai 和 Polygon。Polygon 是一个全栈的扩容解决方案，但是目前最核心的产品就是 Polygon 的侧链，可以与以太坊进行 100% 的兼容，开发者可以从以太坊迁到 Polygon 上，并且成本也非常的低。xDai 是一个非常早期的网络，一个非常有意思的点就是，从以太坊跨链过去要通过 DAI，DAI 锚定了一美元的价格，所以用户在网络中每一笔交易都是转化成美元进行计算。同时他们还发行了一种治理代币叫做 STAKE，治理代币就是用来变成节点来验证网络的这样一种角色。目前来看，Polygon 是侧链里面最强的。

我建议大家都去试一试 Optimism 和 Arbitrum，他们其实已经主网上线了，大家可以去试一下转账或者上面的一些应用。Optimism 已经可以使用 Uniswap V3 和 Synthetix 生态的一些应用了。Arbitrum 上能用的更多，包括 Uniswap V3、Perpetual V3 等协议都会逐渐部署到 Arbitrum 上，以及 MCDEX V3 版本也已经在 Arbitrum 上部署了。建议大家去试一试是因为在 Layer 1 上使用这些协议可能会花费几百刀，但是在 Layer 2 上可能就只花费几刀或者最多十几刀，同时安全性也不会降低。

关于 Layer 2 Token 这件事，我个人觉得他们迟早会发行 Native Token。包括 Optimism 和 Offchain Labs 这两个依赖 Optimism Rollup 技术的以及未来这些依赖 ZK Rollup 技术的 Layer 2，在这些 Layer 2 和 Layer 1 之间还是需要有一些验证节点和排序节点来处理一些业务。举个例子，比如说 Layer 2 有一些交易发生了，可能有 10 个人 10 笔交易发生了，肯定需要一个 Sequencer （排序者）将这 10 笔交易按照某一顺序来进行一些排序，然后还会有一些验证节点来做一些验证，然后会有一些运营商将这些节点的数据变成 Layer 2 上的数据再打包存到 Layer 1 上，流程就差不多是以上这个样子。那么，就会牵扯到谁来做 Sequencer，谁来做 Validator，谁来做打包的人把 Layer 2 的数据放到 Layer 1 上。因为有这些角色的存在，所以这些项目未来可能会发行一个 Token 来协调谁来担任什么样的角色，我觉得未来可能会有这样一个去中心化的机制，这个机制也称为小共识，Layer 2 的共识。共识最自然的用什么呢？可能就是这些项目的原生代币。当然这些项目也可以使用以太坊来做共识代币，但从长远来看，如果一个项目能够体现出自己的价值，这个价值还是需要独立于以太坊。所以我觉得，他们迟早会发行 Native Token，无论这个 Token 是起到共识作用还是治理作用。

关于 Optimism、Arbitrum、zkSync 在用户体验方面的差别。从用户角度来说，Optimism 和 Arbitrum 是类似的，都需要添加 RPC，无论是用户自己添加还是应用帮用户自动一键添加。zkSync1.0 的体验相对前两种更好，因为它只需要 Layer 1 的 MetaMask 进行一个签名就好了。对于用户而言，他们不需要添加 RPC，就可以正常地使用 zkSync，但是用之前每一笔交易都会需要用 Layer 1 上的账户进行一次签名，这个签名是自动弹窗的，类似于签署一个交易，但没有上链。这个过程只是为了用用户的公钥来对某一笔交易进行一次签名，而且不需要消耗 Gas。拿到签名之后就可以在 zkSync1.0 的网络进行转账，因为你给它授权，授权这件事是你做的，所以从现在来看的话， zkSync 的体验其实相对还好一些，但是 zkSync 如果升级到 2.0，我不确定他们会不会继续这么做，但我觉得很有可能就会变成 Arbitrum 和 Optimism 一样的体验。

关于各种 Layer 2 的一些缺点，Optimistic Rollup，例如 Optimism 和 Arbitrum，他们最大的一个问题就是 Operator 存在作恶的空间，虽然作恶之后会受到惩罚，但这也不代表不会作恶。如果这个 Operator 作为一个节点去质押了 100 个 ETH 为网络提供服务，如果其提交了错误的数据，就会受到 100 ETH 的惩罚，这至少会对网络带来一些时间上的成本。Optimistic Rollup 本身就是乐观的 Rollup。现在节点都是在 Arbitrum 自己手上，他们肯定不会做这样一件事情，但是未来会不会发生这样的事情还是很难打保票。如果 Fraud Prove 这件事发生了，对于整个网络来讲也是一场灾难。现在用户如果在 Optimistic Rollup 提现的话，会有 7 天的挑战期，这个挑战期就是为了 Fraud Prove 能够生效。怎么理解？就是如果用户提现了之后，也就是从将资产从 Layer 2 转移到 Layer 1，需要等待 7 天的时间，7 天没有任何的问题之后，这个用户才能从 Layer 2 将资产转移到 Layer 1 上，7 天的时间对于用户来说非常痛苦。其实也有一些桥接的方案，但是为了整个网络的安全性来讲，大资金还是愿意等 7 天的时间来确保安全性。灾难是什么意思？如果网络的 Operator 做了一次恶，发生了一次交易需要回滚的话，整个网络可能都需要全部回滚，这个对整个网络而言算是比较困难的一件事情，整个网络相当于被冻结不能使用了，等到网络恢复到准确的状态才能继续下去，这是 Optimistic Rollup 的缺点。

ZK Rollup 的优点就是安全性极高，因为它是通过密码学保证的，也没有人能够作恶，但是其难点就是 ZK 技术的难度非常高。其实区块链、Crypto 已经在不断地探索甚至突破零知识证明 ZK 技术的边界，但是这件事情需要非常大的工程量和非常强的研究能力。在 ZK 上做 Layer 1 的兼容是非常困难的。

一直有人会觉得有了以太坊 2.0 以后可能就不会再需要 Layer 2 了，但这个观点在去年年末之后已经完全改变了。Layer 2 甚至是 Rollup 技术，本身就是以太坊 2.0 的一部分，以太坊 2.0 的扩容，就是靠分片乘以 Layer 2 的扩容效果来实现上千倍或者更高数量级的扩容。

区块先生 Chris

大部分人都觉得从 Layer 1 跳到 Layer 2 是一件很容易的事，但事实却是没有大家想象中的那么容易。我们通常在 Layer 1 可执行的 Code 在 Layer 2 上面不能 100% 执行，就算是 99%，差 1% 都会使得整个运行变得极为困难。如何很快速又很安全地验证也是 Layer 2 的一个问题。

今年对于 Layer 2 来讲，天时地利人和都有了。其实 Layer 2 早在 15 年或者 16 年都已经开始被讨论，但是那个时候以太坊并没有太多的东西需要运行。2020 年的 DeFi Summer 改变了这个状况，越来越多的 DeFi 项目出现，越来越多的项目，如 dYdX，需要以成本较低的方式进行快速的交易。在去中心化的世界，不要说高频交易，就连简单的快速交易都是一个非常困难的事情，所以这些 DeFi 的需求会使得大家愿意付很多的 Grants 来资助 Layer 2 的开发，缩短整个开发过程。除了 DeFi，还有 GameFi，游戏对 Layer 2 的需求可能比交易对 Layer 2 的需求还要大，这种需求也推动了 Layer 2 的发展。

关于 ChainBreaker

「 ChainBreaker」直播栏目由全球区块链整合营销公司 Winkrypto 发起，Youtube 频道订阅粉丝过万的知名视频博主 Mr.Block 区块先生和区块链第一中文内容平台 ChainNews 链闻联合推出，旨在倾听、沟通、连接海内外加密社区。每周五 20:00，「 ChainBreaker」将邀请海内外行业领袖人物畅聊加密领域热点话题，分享加密技术发展趋势，揭秘加密世界的八卦等，积极参与直播问答环节还将有机会获取专属「ChainBreaker Podcast」NFT Ticket 等神秘福利空投。


来源：链闻ChainNews